JPH02142373A - 静電吸着板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） 本発明は、静電的に紙、その他のシート状物体を吸着固
定する装置、いわゆる静電吸着板の改良にかかわり、更
に詳しくは静電吸着板の基板に熱硬化性樹脂積層板を使
用したときの吸着層の素材の改良にかかわる。

（従来の技術） 平滑な基板上に、（し歯型で互に電気的に絶縁して噛み
合う用に配置された一対の電極を設け、その面に有機高
分子体を基ポリマーとする吸着層を設けて吸着面とした
静電吸着板に関しては、例えばＵＳＰ２．８５４．１３
２号（１９５８）においてその原理、基本条件が明らか
にされ、その後の改良に関して、例えば特公昭４２−９
４２４号、特公昭４４−８０５号、特開昭４８−２５５
２２号、実開昭５４−４１８９２号などに種々提示され
ている。

例えば、特開昭４８−２５５２２号では、静電吸着板を
構成する各部の素材についてその要件を示し、基板につ
いては、その内部抵抗率が１０”０ｃｍより大きく、あ
るいは、吸着層の抵抗率より大きいか、または、それに
等しくなければならない。例えば最良の材料は約１０１
８Ωｃｍまたは、それ以上の内部抵抗率を示すもので、
具体例としては、ＰＥ（ポリエチレン）、硬質ＰｖＣ（
ポリ塩化ビニル）、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、同フ
ェノール樹脂を挙げている。

吸着層としての要件は、１つは操作者がその表面に接触
して電撃を受ける心配のないよう０、２５ｍｍ以上の厚
さであること、他はその内部抵抗率が１０′！Ωｃ１１
１以下としている。またその具体的素材例として、可塑
化ｐｖｃ　、ポリ弗化ビニルおよびガラス繊維強化メラ
ミン樹脂等を示し、ナイロンやアセテートのようなある
種の材料は通常の温度では良好に作動するが、低温では
機能を停止することがあると述べている。

電極の配置方法については種々な態様があるが、例とし
て下記のものを挙げている。すなわち銅被覆された基板
から、パターンに従って導体部分を腐食する標準印刷回
路法、導電インキを基板上にシルクスクリーン法で印刷
する方法、または、熱間スタンプ法などであり、電極材
料としては、また金属箔、ワ゛イヤ導電性インキ（ペイ
ント）も使用できるとしている。

いずれにしても、静電吸着板として要求される機能上の
要件としては、実際の使用環境（例えば５〜４０℃、３
０〜８５％ＲＨ）のもとで、安定した吸着力を発揮し、
電圧の印加を中止したときは、短時間で吸着力が０とな
ること、および表面が平滑であり、使用する筆記具の筆
圧によって表面に使用上の支障となる凹λ、筆跡を残さ
ないことが挙げられる。更に産業上の要望としては、色
調が自由に選べられ、低価格で供給されることが好まし
い。

上記の種々の条件を総合するとき、静電吸着板としては
、例えばフェノール樹脂プリント基板上に主要の電極パ
ターンを配置させたものを基板Ａおよび電極Ｂとし、そ
の表面に０．３〜１、Ｏｎ＋ｍの厚さの熱可塑性高分子
からなる吸着層Ｃを積層することで、容易に製作が可能
になると考えられる。

しかし、実際に上記の素材を用いて静電吸着板を製造す
ると、次のような問題点が認められた。１つは、プリン
ト回路用積層板（繊維補強フェノール樹脂、エポキシ樹
脂製）と、吸着層（熱可塑性高分子）との積層時の加熱
の影響を受けて静電吸着板全体に反りを生じ、特に静電
吸着板として精度を要求される場合（例えばＸ−Ｙブロ
ック−なと）には、重要な機能上の欠陥となることがあ
る。またその著しい場合には基板−吸着層の剥離を招く
ことさえある。

この原因は、主として吸着層Ｃの素材調製時のヒズミの
残留および基板素材との熱膨張率の差によるものと考え
られる。基板として、吸着層に使用する素材と同質の高
分子体を使用することも考えられるが、この場合表面に
銅被覆を行うことは、現時点では工業的には極めて困難
であり、実用性はない。

２点目は、特にＸ−Ｙプロッターなどに使用する場合、
使用する筆記用具に関係してくるが、特に鉛筆を用した
場合、その芯先の圧力により軟質の熱可塑性樹脂ではそ
の表面に凹凸を生じ、後の使用に支障をきたす′ことが
起りやすい、しかしこれを防止するために硬質のプラス
チックを使用すると、吸着力の低下を招きやすい。

この問題点に対する１つの解決策として、例えば実公昭
５４−４１８９２号では静電吸着板を構成する基板、吸
着層および電極を、すべて熱可塑性樹脂を基ポリマーと
して得た素材を用い、熱圧着により一体に形成すること
を提示している。

この場合前述の熱膨張による反りなどの問題は生じない
が、電極として高価な導電性熱可塑性樹脂を用い、かつ
それを熱可塑性樹脂上に均一なパターンとして配置する
工程を必要とするため、製造上多大な労力あるいは設備
を必要とする欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記した種々の問題点を解消した新規な静電吸
着板を提供するためになされたものであり、その目的は
、実用的に安価でかつ使用環境下で高い信頼性をもち、
耐久性のある静電吸着板を提供するところにある。

そして本発明の特に主要とする目的は、製造、加工時に
おける残留ヒズミを低減し、かつ熱膨張率を低下させる
ことで、従来の静電吸着板で問題となっていた反りやこ
れに伴なう基板と吸着層の間の剥離を防止することがで
きる構成の静電吸着板を提供するところにある。

更にまた本発明の他の目的は、使用時における筆記具の
筆圧による吸着層の凹凸の発生を防止することができる
静電吸着板を提供するところにある。

本発明の更に別の目的は、低温の使用環境においても、
吸着力が維持できる静電吸着板を提供するところにある
。

（問題を解決するための手段） 上記した目的を実現する本発明よりなる静電吸着板の特
徴は、吸着層の素材として、■基ポリマーとして、極性
の大きいポリ塩化ビニル（ｐｖｃ）−アクリロニトリル
ブタジェンゴム（ＮＢＲ）系熱可塑性エラストマーを用
いる。

■熱膨張率の低減の目的で、酸化亜鉛を、ポリマーに対
し、１０〜５０容積％添加する。

■熱膨張率の低減および加工時の熱ヒズミの残留の低減
のために、ガラス短繊維を、ポリマーに対し４〜３０容
積％添加する。

を選択したことにあり、これを電極を配した熱硬化性樹
脂プリント回路積層体の上に積層させたという構成をな
すところにある。

熱可塑性エラストマー組成物は、これをシート状に成形
した後、基板、電極の一体化した熱硬化性樹脂プリント
回路積層板と積層すればよい。

以下本発明について詳細に説明する。

吸着層に使用する基ポリマー（組成構成の主体となる高
分子体）としては極性の大きいものが望ましいが、吸着
力を太き（するためには−般に低硬さの、軟かい素材が
好ましい。具体的には可塑化ＰＶＣ，ＰＶＣ−ＮＢＲブ
レンド系、ＣｌＰＥ　（塩素化ポリエチレン）およびそ
のブレンド系、あるいはＰＶＣ−ＮＢＲ系熱可塑性エラ
ストマーが挙げられる。

ＰＶＣ−ＮＢＲ系熱可塑性エラストマー下ｒ　ＶＮＴＲ
Ｊと略す）に、比較的誘電率の大きい、酸化亜鉛を用い
た場合、低電圧印加下での、低温度での吸着力の保持が
良く、本発明の目的に極めて好ましい効果を示す。特に
、その添加量を増加させても、その効果に大きな変化が
ない。酸化亜鉛の添加量がポリマーの５０容積％に達す
ると、強度的に低下する傾向があるので、１０〜５０容
積％が好ましい範囲といえる。

熱ヒズミの低減のために短繊維を添加することは知られ
ているが、本発明の目的には一般の有機繊維よりもガラ
スの短繊維、一般的に５〜１５ｍｍのガラス短繊維の添
加がもっとも好ましい。

ガラス短繊維の場合、吸着力については、１５容積％ま
ではほとんど影響が表れないが添加量が多くなると強度
がやや低下する傾向がありまた熱ヒズミの残留について
゛は、３０容積％以上では余り大きな差がなく、製品表
面の平滑性もやや損われる。これらのことからガラス短
繊維の添加量は３０容積％以下、好ましくは１５容積％
以下とすることがよい。

基ポリマーの表面硬さを上げるために、硬質熱可塑性樹
脂例えば無可塑化ＰＶＣ，ＡＢＳ　　（アクリロニトリ
ル　ブタジェン　スチレン　三共重合体）、ＭＢＳ、Ｐ
Ｓ（ポリスチレン）、ＰＥ等を添加することがよい。特
に、熱可塑性エラストマーとＭＢＳを併用する場合には
、表面硬さの上昇と変形戻りの点、および低印加電圧で
の吸着力の保持の良い点で好ましい。

本発明における基板には、熱硬化性樹脂製プリント回路
用積層体が用いられ、具体的には、フェノール樹脂−紙
積層体、あるいはエポキシ樹脂−ガラスクロス積層体が
例示される。

（実施例） 以下本発明の実施例について説明する。

（１）試験試料の調製 基葦 ＪＩＳ　Ｃ６４８５［フェノール樹脂−紙積層プリント
回路基板］　ＰＰＴＦクラスのフェノール樹脂積層板（
厚さ１．６ｍｍ　）を約２００　Ｘ　２００ｍｍ角に裁
断した。

幅３ＴＩ１ｍの電極を、相互に電気的に絶縁して３ｍｍ
の距離を隔てて、くし歯形に配列した一対のパターンを
、エツチング処理により形成した。基板の一端に近い所
で、一対の電極上に約１．５ｍｍの小孔をあけ、ここに
銀メツキを施した銅製ハトメを挿入し、ハンダにて表面
を平滑に維持しながら固定し、基板裏面に電極端子を導
ひいた。

ＩＬＩ 実験の目的に応じて設定した下記表に示す処方の組成物
を、それぞれ所要の温度に加熱された径１５０ｍ１ｉの
オーブンロールで混練した後、約０．５ｍｍの厚さのシ
ート状に成形した。

（２）静電吸着板の成形 成形 第１図及び第２図の電極２，２°のパターンの配置され
た基板１面に、ＣＲ系接着剤を１回塗布乾燥後、同サイ
ズに裁断した吸着層シート３を重ね、熱プレスにて１６
０℃で１０分間予熱後加圧し、５分間保持し、加圧した
まま５０℃まで冷却して取出し、積層を完了させた。

迭：」二線９」旧１豆 基板ｌの裏面に導かれた電極端子１１．１２に、約３０
ｃｍのビニル被覆ｍＩＩをハンダにて固定し、その他端
を直流電源に接続するリード部とした（第２図参照）。

（３）試験法 扱１■ｌ 試験前の試料は、特記のない限り２５±３℃、６５％Ｒ
Ｈの室内に、１５時間以上放置し試験に供した。高温度
、または低温度での吸着力の測定は、それぞれ空気定温
槽または該当する温度の室内に５時間放置した。

【１ｎ立皇１ 端子リード線を直流電源に接続し、吸着面に１００　Ｘ
　１５０ｍｍの普通紙（ｐｐｃ用紙）を載せ、紙の１０
０　Ｘ　１００ｎｏ＋＋の部分が吸着されるようにその
一部を浮かせ、所定の直流電圧を印加して紙を吸着面に
平行にずらせ、このときの紙がズレはじめるに要する力
を１００ｃｍ”当りの吸着力として表した。

１皿里１ ＪＩＳＫ６３０１に定められたスプリング式ゴム硬さ試
験機により測定した。

１直立１且 シート状に成形した吸着層素材を所定の温度に放置し、
寸法の変化を測定し、変化がほぼ認められなくなった時
点での収縮率を算出した。

筆ＩＪ（後１υｌ貿 吸着板をＸ−Ｙプロッターに設置して、筆記後の字の凹
みを目視により判定した。

反１ 吸着板に２０ｃｍの定規を当て吸着板と定規の間の隙間
を隙間ゲージにより測定し、下記基準で評価した。

０・・・Ｏ，Ｉｎｍ以下　　○・・・０．４ｍｍ以下×
・・・０．５ｍｍ以上 実施例１ 静電吸着板として吸着層の組成を第１表のものとして図
面に示す上記吸着板を作製して確認試験を行い、その結
果を第１表に示した。

第　　１ 表 〇−優秀　　〇−良好　　△−問題あり　　×−不可中
１　：　ＰＶＣ−ＮＢＲ−％熱可塑性エラストマー（電
気化学工業社製）中２７　ＰＶＣ−ＮＢＲ系熱可塑性エ
ラストマー本ゼオン社製）＄３：ＭＢＳ（日本ゼオン社
製） ＊４：　ＰＶＣ−ＮＢＲブレンドゴム（日本合成ゴム社
製１中トガラス短繊維　平均長５ｍｍ（旭ファイバー社
製）上記第１表から分かるように、基ポリマーにポリ塩
化ビニルＮＢＲ系熱可塑性エラストマーを使用し、これ
に硬質熱可塑性樹脂、酸化亜鉛、ガラス短繊維を配合し
た実施例１〜４は、常温及び７℃の吸着力、反り、筆記
具跡の残留及び強度はいずれも優れた結果を示した。し
かしポリ塩化ビニル−ＮＢＲゴム系配合物（比較例５〜
８）は、実施例１〜４に比べて吸着力が低下し硬さの高
い比較例８でも反り、筆記具跡の残留が見られ基ポリマ
ーの影響が大きいことがわかった。

実施例２ 基板として、実施例１のフェノール樹脂−紙積層板を他
のプリント回路用積層体に変えて、実施例１のＮｏ４の
吸着層で試験した。

その結果、フェノール樹脂−布積層板、フェノール樹脂
−ガラスクロス積層板、エポキシ樹脂−紙積層板、エポ
キシ樹脂−ガラスクロス積層板のいずれの場合について
も゛同様な結果が得られ、本発明の効果が確認された。

特にエポキシ樹脂−ガラスクロス積層板の場合は、基板
自体の吸水性が少く、電気的耐久性にも優れているので
、静電吸着板の用途上好ましい材料といえる。

実施例３ 基板として、ＰＰ７Ｆのフェノール樹脂−紙積層板を用
い、その厚さを、１．０ｍｍおよび１．６＋ｎｍとし、
実施例１のＮｏ４の吸着層のシート厚さを、０．３１か
ら１　、５ｍｍ範囲で変化させ、熱ヒズミによる、反り
の確認をおこなった。その結果、基板厚さに対し、吸着
層シートの厚さが７０％までは、全く問題が無く、また
、１００％までは、実質的に支障のないことが分った。

比較例１ 吸着板組成物を構成する基ポリマーの適性を評化するた
めに、基ポリマーについて極性の大きいポリマーを使用
して第２図に示す吸着板を作製し、その吸着力を測定し
て結果を第２表に示した。

この結果から分かるように、吸着力はＰＶＣ（ゼオン１
０３ＥＰ）が１００ＯＶで最大値を示しているが、７５
０ｖでは殆んど吸着力がなく、表面硬さも併せて考慮す
ると、ＰＶＣ−ＮＯＲ系熱可塑性エラストマー（デンカ
ＬＣ５Ｚ６０７０あルイはエラスターＥＳ−４５０１１
、ＣｌＰＥ　（エラスレン３０３Ｂ）が良い結果を示す
ことが分かる。

第２表 傘６：ＰＶＣ（日本ゼオン社製） 本７　：　ＣｌＰＥ　（昭和電工社製）＄８：吸着力小
さ（測定不能 比較例２ 次に、上記比較例１により吸着力の適性が評化された基
ポリマーも、そのままの硬さでは筆圧に対し全く効果が
ないので、更に上記基ポリマーに硬質熱可塑性樹脂をブ
レンドして硬さの調整した場合の静電吸着板を作製し、
その硬さと吸着力について測定して、結果を第３Ａ表及
び第３Ｂ表に示した。

この結果より、基ポリマーにブレンドする硬質熱可塑性
樹脂としてはＭＢＳ　（ハイブレンＢ４Ｏ３）が好まし
いという評価が得られ、またそのブレンド比をあまり大
きくすると硬さは改善されるものの吸着力の低下をまね
（ので、最適ブレンド比は２０〜４０容積％であること
が分かった。

第３Ａ表 中９：＾ＢＳ（日本合成ゴム社製） 中１０：　ＭＢＳ　（日本ゼオン社！１１）傘１１：Ｐ
ｓ（昭和電工社製） ＄１２：　ＰＥ　　（三片石油化学工業社製）第３Ｂ表 比較例３ 上記比較例１及び２から、静電吸着板を構成させるため
に適当なポリマー（基ポリマー及び置換配合できる硬質
ポリマー）についての評価を得たが、これらのポリス−
のみでは、静電吸着板を形成させるためのこれをシート
化した場合の収縮が大きく、また外観が悪い。このため
吸着層の改善を図る無機充填剤を配合を検討するために
、種々の無機充填剤を配合して構成した静電吸着板を作
製し、その吸着力、収縮性について測定して、結果を第
４Ａ表及び第４Ｂ表に示した。

この結果から分かるように、使用した無機充填剤の中で
酸化亜鉛が最も良い結果を示すことが分かった。アルミ
ナも収縮性の改良には効果があるが、低温での吸着力の
低下が大きかった。また他の材料は吸着力低く、使用が
適当でないことが分かった。

静電吸着板は、基板と吸着層゛を接着により積層する構
成をとるため、吸着層の収縮が大きいと両者の剥離が問
題となるため、上記により選択された適切な無機添加剤
の選択は本発明の静電吸着板を構成する上で重要である
。

第４Ａ表 第４Ｂ表 ＊１３：　ＷＡ８０００　　（二見研磨工業社製）＊１
４：酸化チタンＴＡ−１００（富士チタン工業社製）＊
１５ニイムシルＡ−１０−）１　（イリノイミネラルズ
社製）＊１６：超微粉タルク　Ｂ−６（宝石粉工業社製
）傘１７：亜鉛華１号（三片金属工業社製）比較例４ 静電吸着板は、これを使用する時にプロッター等の機械
より発生する熱の影響を受けて、吸着層の収縮や吸着板
の反りが見られることがある。この問題の解消は実用的
な静電吸着板を提供するためには重要であるから、本発
明者は、これを改善する配合として、ガラス短繊維を選
択し、これを配合した静電吸着板を作製し、その吸着力
、熱ヒズミ及び反りを測定して、。その結果を第５表に
示した。

この結果から分かるように、ガラス短繊維の配合量を増
加すると熱ヒズミは小さ（改善されることが分かる。し
かし過剰になるとガラス短繊維がシート表面に露出し、
表面が粗（なって吸着力の低下を招く傾向にあるので、
ガラス短繊維の添加量は４〜３０容積％、好ましくは１
０〜２５容積％とすることが適当であった。

第５表 ＊１８；ガラス短繊維　平均長５ｍｍ（旭ファイバー社
製）（効果） 以上のように本発明よりなる静電吸着板によれば、次の
ような効果があり、その有用性は極めて大なるものであ
る。

■基板と吸着層の熱ヒズミ等による静電吸着板の反りが
実質的に解消する。

■筆記具の筆圧による吸着面の凹みは、実用的に全くな
い。

■酸化亜鉛を添加しな素材に比べ、低温での吸着力が低
下しない。

■製作工程が簡便である。

■着色剤の添加により、自由な色調の吸着面が得られる
。

なお以上の組成に、通常ゴム工業、あるいはＰＶＣ工業
等において使用されている軟化剤、加工助剤、着色剤、
安定剤、耐候性付与剤等を、その機能を損なわない範囲
において添加、使用することが可能であることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電吸着板の断面を示した図であり第２図は吸
着板の電極のパターンを示す。 １・・・基板、 ３・・・吸着層、 １１・・・負極、 ２・・・電極、 ４・・・吸着紙、 １２・・・正極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱硬化性樹脂製プリント回路用積層体を基板とし、
   この基板上に電気的に絶縁して互いにくし歯型に噛み合
   うように配置された一対の電極を設け、更にその上を吸
   着層で覆装して吸着面とした静電吸着板であって、上記
   吸着層を、ポリ塩化ビニル−ＮＢＲ系熱可塑性エラスト
   マーを基ポリマーとして、これに、基ポリマーの４〜３
   ０容積％のガラス短繊維、及び基ポリマーの１０〜５０
   容積％の酸化亜鉛を添加した高分子系組成物で構成させ
   たことを特徴とする静電吸着板。 ２、上記基ポリマーが、４０容積％以下硬質熱可塑性樹
   脂で置換されていることを特徴とする請求項１に記載の
   静電吸着板。 ３、上記硬質熱可塑性樹脂が、メタクリル酸−ブタジエ
   ン−スチレンであることを特徴とする請求項２に記載の
   静電吸着板。 ４、上記ガラス短繊維が７〜１５ｍｍであることを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかに記載の静電吸着板
   。 ５、上記熱硬化性樹脂製プリント回路用積層体がフェノ
   ール樹脂−紙積層体であることを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれかに記載の静電吸着板。 ６、上記熱硬化性樹脂製プリント回路用積層体がエポキ
   シ樹脂−ガラスクロス積層体であることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれかに記載の静電吸着板。 ７、吸着層の厚みが、基板と同じかそれ以下であること
   を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の静電
   吸着板。